Estruturas Metálicas

INTRODUÇÃO

A seguir, iremos encontrar algumas disposições e relações os variados tipos de peças tracionadas de aço para estruturas metálicas, desde sua concepção até sua utilização final, sendo apresentados os tipos construtivos, os critérios para dimensionamento e tipos de ligações para peças de estruturas metálicas. Apontadas as principais características das ligações, as variadas propriedades mecânicas, os inúmeros ensaios necessários para obtenção de valores a serem utilizados nos estudos para desenvolvimento das estruturas compostas de elementos estruturais de aço e os inúmeros tipos e modelos de perfis estruturais que formam o produto final das estruturas metálicas.

Encontraremos também as definições e propriedades das ligações entre os perfis e seus comportamentos em relação às tensões solicitantes. Os aços em modo geral tem um leque muito abrangente quanto relacionado a edificações, com vários métodos e sistemas de aplicação possíveis, vem cada dia mais ganhando mercado por se tratar de um elemento muitas vezes de custos aproximados aos sistemas concorrentes e de muita agilidade na produção.

Os métodos de cálculo para definições necessárias nos sistemas estruturas, não costumam ser complexos, facilitando as verificações de segurança, para aplicação do sistema.

OBJETIVO

Desenvolver o conhecimento e aprimorar o apresentado em aula a fim de fomentar os assuntos referentes a disciplina de estruturas metálicas para abrangência no curso e desenvolvimento dos trabalhos.

CONTEUDO

1.1 Do tipo construtivo

Todas as peças solicitadas por uma força chamada de tração axial são chamadas de peças tracionadas. Essas peças são aplicadas as estruturas de diversas formas, tendo alguns exemplos abaixo:

Tirantes ou pendurais

Contraventamento de torres (estais)

Travejamento de vigas ou colunas, geralmente tirantadas em forma de X

Tirantes de vigas armadas

Barras tracionadas de treliças

Essas peças podem ser constituídas de barras de seção simples ou compostas como barras redondas ou barras chatas.

As ligações entre as peças tracionadas podem ser feitas por vários meios como:

Soldagem

Conectores com furos

Rosca e porca

1.2 Dos critérios de dimensionamento

Em caso de peças com furos, as tensões são mais concentradas nessa região. No estado limite, graças à ductilidade do aço, as tensões atuam de forma uniforma ao longo da seção da peça.

Podemos determinar à resistência a tração de uma peça a fim de estudar o comportamento determinando os seguintes itens:

Ruptura da seção com furos

Escoamento generalizado da barra ao longo do seu escoamento, provocando deformações exageradas.

1.3 Do limite de esbeltez das peças tracionadas

Para determinação do limite de esbeltez de uma peça tracionada, temos de efetuar a relação entre seu comprimento determinado pelo vão de apoio a apoio e ser raio de giração.

O valor de esbeltez limite para peças tracionadas é de 300.

1.4 Quanto ao diâmetro dos furos dos conectores

Para que possamos ter uma ligação por conectores e furos (rebites ou parafusos), a seção da peça trabalhada é enfraquecida pela ação dos mesmos. Os furos utilizados para execução de estruturas metálicas são pelos métodos de puncionamento e broqueamento.

1.5 Do cisalhamento de bloco

Para o caso de perfis tracionados composto de chapas finas e ligados por conectores, além da ruptura por colapso, também e determinante para o dimensionamento os valores de ruptura por rasgamento na região dos furos dos conectores. Esse colapso é chamado de cisalhamento de bloco.

1.6 Dos tipos de conectores e de ligação

Sistema de conectores e um meio de união que trabalha através de furos nas chapas podendo ser utilizados como conectores rebites, parafusos comuns e de alta resistência. Após 1950, foram substituídos os sistemas de conexão por rebites por sistemas que utilizam parafusos e sistemas de solda.

1.7 Dos rebites

Os rebites, hoje quase não utilizados, consistem em uma instalação a quente, que ao longo do seu resfriamento vai promovendo o aperto das chapas conectadas. O esforço de aperto é muito variável devido a sua forma de execução, não podendo obter valores consideráveis para dimensionamento.

1.8 Dos parafusos comuns

Forjados em aço-carbono de baixo teor de carbono, em geral segundo as especificações ASTM A307. Consistem em seu formato com uma cabeça quadrada ou sextavada e rosca com porca para aperto.

Esses parafusos são instalados com aperto que permite o atrito entre as chapas, tendo seu aperto também não considerável para efeito de cálculo devido a ser muito variável.

1.9 Dos parafusos de alta resistência

OS parafusos de alta resistência são fabricados com aços tratados termicamente sendo os tipos mais usuais o ASTM A325, de aço carbono temperado. Diferentemente dos demais, eles por outro lado, podem ser instalados com esforços de tração mínimos garantidos, podendo facilitar os métodos de calculo das ligações e podendo impedir qualquer movimento entre as chapas de ligações.

1.10 Das disposições construtivas

A instalação dos conectores feitas por meio de furação na chapas podem se tornar onerosas, criando a necessidade de se padronizar o sistema e diâmetro dos furos de modo também a facilitar sua execução.

Há uma folga mínima determinada entre os furos padrões para execução de modo que essa tolerância permite mais facilidade na montagem das peças.

O método mais econômico para furação